【摘 要】
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Fe-Mn-Si基形状记忆合金（Shape memory alloys,SMAs）由于其低成本,恢复应力高和易加工等优点,已被确定为潜在的新型功能合金。此类合金获得良好形状记忆效应（Shape memory effect,SME）的前提是合金进行变形时要避免塑性滑移,这就很有必要对合金元素进行优化和补充,使合金获得较高的屈服强度和较低的层错能,为此本课题专门设计了三个不同成分的合金,即Fe-20M
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Fe-Mn-Si基形状记忆合金（Shape memory alloys,SMAs）由于其低成本,恢复应力高和易加工等优点,已被确定为潜在的新型功能合金。此类合金获得良好形状记忆效应（Shape memory effect,SME）的前提是合金进行变形时要避免塑性滑移,这就很有必要对合金元素进行优化和补充,使合金获得较高的屈服强度和较低的层错能,为此本课题专门设计了三个不同成分的合金,即Fe-20Mn-6Si-8Cr-5Ni、Fe-28Mn-6Si-8Cr-5Ni、Fe-33Mn-6Si-8Cr-5Ni,采用X射线衍射仪和扫描电子显微镜等仪器对合金的组织结构进行观察与分析,并研究高压烧结参数和放电等离子烧结中Mn含量对合金的力学性能、超弹性（Superelasticity,SE）和SME等的影响。首先研究了高压烧结参数对Fe-20Mn-6Si-8Cr-5Ni合金结构和性能的影响。结果表明:压缩后具有塑性行为的有三个不同烧结参数下制备的合金,其中在5 GPa、900℃保温10 min烧结的合金压缩性能较佳,其屈服强度达到1090.9 MPa,断裂强度为1670.6 MPa,压缩率为18.9%。此时的维氏硬度和可回复应变（预应变10%）分别为597.4 HV和1.5%。其次用放电等离子烧结不同Mn含量的Fe-x Mn-6Si-8Cr-5Ni（x=20,28,33）合金烧结体,研究结果表明:不同Mn含量的合金烧结体主相均为γ-fcc相,并伴有一些ε-hcp相、α-bcc相和一些Fe0.68Mn6.4Si2析出相。并且随着Mn含量的增多,其析出的Fe0.68Mn6.4Si2相也大幅度增多。压缩时只有33 wt.%Mn属于脆性断裂,Mn含量为20wt.%时,合金烧结体的压缩性能最好,屈服强度为1226 MPa,断裂强度为1753 MPa,压缩率为20.4%。此时的维氏硬度和可回复应变（预应变10%）分别为527.4 HV和1.7%。不同Mn含量的合金烧结体在3%HCl溶液中耐腐蚀性能差,在20%Na OH溶液中耐腐蚀性较好,并且Mn含量为20 wt.%的合金烧结体的耐碱性和耐酸性都较佳,在3%HCl溶液和20%Na OH溶液中的腐蚀率分别为11.769 g/m~2·h和0.607 g/m~2·h。
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